Қызылға жылжу және Доплер эффектісі
Доплер эффектісі мен қызылға жылжу толқындық механика саласында байқалатын екі құбылыс. Бұл құбылыстардың екеуі де көз мен бақылаушы арасындағы салыстырмалы қозғалысқа байланысты пайда болады. Бұл құбылыстардың қолданылуы орасан зор. Астрономия, астрофизика, физика және инженерия, тіпті қозғалысты басқару сияқты салалар бұл құбылыстарды пайдаланады. Осы құбылыстарға негізделген ауыр қолданбалы өрістерде жоғарылау үшін қызылға жылжу және Доплер эффектісі туралы дұрыс түсінікке ие болу өте маңызды. Бұл мақалада біз Doppler Effect және Redshift, олардың қолданылуы, қызылға жылжу мен Доплер эффектінің ұқсастықтары және соңында Доплер эффектісі мен қызыл жылжу арасындағы айырмашылықты талқылаймыз.
Доплер эффектісі
Доплер эффектісі толқынға қатысты құбылыс. Доплер эффектісін түсіндіру үшін бірнеше терминдерді анықтау қажет. Дереккөз - толқын немесе сигнал пайда болған жер. Бақылаушы – сигнал немесе толқын қабылданатын орын. Эталондық жүйе дегеніміз - бүкіл құбылыс байқалатын ортаға қатысты қозғалмайтын кадр. Толқын жылдамдығы – толқынның ортадағы көзге қатысты жылдамдығы.
1-жағдай
Көз әлі де санақ жүйесіне қатысты, ал бақылаушы көздің бағыты бойынша көзге қатысты V салыстырмалы жылдамдықпен қозғалады. Ортаның толқындық жылдамдығы C. Бұл жағдайда толқынның салыстырмалы жылдамдығы C+V. Толқынның толқын ұзындығы V/f0 Жүйеге V=fλ қолдану арқылы біз f=(C+V) f0/ C аламыз Егер бақылаушы көзден алыстаса, салыстырмалы толқын жылдамдығы C-V болады.
2-іс
Бақылаушы әлі де ортаға қатысты, ал көз бақылаушы бағытында салыстырмалы U жылдамдығымен қозғалады. Көз көзге қатысты f0 жиілік толқындарын шығарады. Ортаның толқын жылдамдығы C. Салыстырмалы толқын жылдамдығы C деңгейінде қалады және толқынның толқын ұзындығы f0 / C-U болады. Жүйеге V=f λ қолдану арқылы біз f=C f0/ (C-U) аламыз.
3-іс
Көзі де, бақылаушы да ортаға қатысты U және V жылдамдықтарымен бір-біріне қарай қозғалады. 1-жағдайдағы және 2-жағдайдағы есептеулерді пайдалана отырып, біз байқалған жиілікті f=(C+V) f0/ (C-U) аламыз.
Redshift
Қызылға жылжу - электромагниттік толқындарда байқалатын толқынға қатысты құбылыс. Белгілі бір спектрлік сызықтардың жиіліктері белгілі болған жағдайда, байқалатын спектрлерді стандартты спектрлермен салыстыруға болады. Жұлдыздық объектілер жағдайында бұл объектінің салыстырмалы жылдамдығын есептеудің өте пайдалы әдісі. Қызыл жылжу – спектрлік сызықтардың электромагниттік спектрдің қызыл жағына аздап ығысу құбылысы. Бұл көздердің бақылаушыдан алыстауынан туындайды. Қызыл жылжудың аналогы - бақылаушыға қарай келетін көзден туындаған көк жылжу. Қызыл жылжу кезінде толқын ұзындығының айырмашылығы салыстырмалы жылдамдықты өлшеу үшін пайдаланылады.
Доплер эффектісі мен қызыл жылжу арасындағы айырмашылық неде?
• Доплер эффектісі барлық толқындарда байқалады. Redshift тек электромагниттік спектрде анықталады.
• Өтініш беру; Доплер эффектісін бес айнымалының кез келген біреуін есептеу үшін қолдануға болады, егер қалған төртеуі белгілі болса. Redshift тек салыстырмалы жылдамдықты есептеу үшін пайдаланылады.
